
Интегральная четвертькруговая диафрагмаИнтегральная четвертькруговая диафрагма представляет собой специализированный тип устройства для измерения расхода по перепаду давления. Ее входной край имеет форму четвертькруговой дуги (переход с изгибом 90°), а не прямоугольный край, характерный для обы...
Интегральная четвертькруговая диафрагма
Интегральная четвертькруговая диафрагма представляет собой специализированный тип устройства для измерения расхода по перепаду давления. Ее входной край имеет форму четвертькруговой дуги (переход с изгибом 90°), а не прямоугольный край, характерный для обычных диафрагм. Такая конструкция обеспечивает высокую точность измерений даже в условиях низкого числа Рейнольдса (низкая скорость потока, высоковязкие жидкости), что делает ее подходящей для измерения вязких жидкостей, низкоскоростных газов или суспензий.
1. Конструктивные особенности
(1) Форма диафрагмы
- Входной край: имеет четвертькруглый профиль (радиус ≈ толщина диафрагмы), что способствует постепенному сжатию жидкости, сводя к минимуму образование вихрей и потери энергии.
- Выходной край: обычно имеет форму прямого угла или скошенной поверхности, чтобы предотвратить отделение жидкости, которое может снизить точность измерения.
- Цельная конструкция: диафрагма приваривается или прикручивается болтами непосредственно к фланцам для отбора давления или трубопроводу, что снижает риск утечки.
(2) Выбор материала
- Нержавеющая сталь (304/316): подходит для большинства промышленных жидкостей (вода, пар, масла).
- Хастеллой, титановые сплавы: используются для коррозионных сред (кислоты, щелочи, морская вода).
- Никелированная углеродистая сталь/с покрытием из ПТФЭ: для недорогих применений или специальных требований по антиадгезии.
(3) Применимые условия
| Параметр | Типичный диапазон |
| Номинальный диаметр (DN) | 15–500 мм |
| Число Рейнольдса (Re) | До 500 (для обычных диафрагм требуется >10⁴) |
| Среда | Жидкости с высокой вязкостью (масла, сиропы), газы с низкой скоростью, суспензии с твердыми частицами |
| Давление/температура | Зависит от материала, до 10 МПа/400 ℃ |
2. Принцип работы
- Измерение перепада давления: когда жидкость поступает через четвертьдуговой вход, скорость увеличивается, а давление уменьшается. Расход рассчитывается путем измерения перепада давления между входом и выходом (ΔP).
- Приспособленность к низкому числу Рейнольдса: дуговая конструкция минимизирует отрыв потока, поддерживая линейные сигналы перепада давления даже при ламинарном течении (Re < 2000).
3. Основные преимущества
| Преимущество | Описание |
| Приспособленность к низкому числу Рейнольдса | Обычные диафрагмы демонстрируют значительную погрешность при Re < 10⁴, тогда как четвертьдуговые диафрагмы надежно работают при Re = 500. |
| Низкий перепад давления | Изогнутый вход уменьшает турбулентность, обеспечивая на 20–30 % меньшую потерю давления по сравнению со стандартными диафрагмами. |
| Устойчивость к засорению | Подходит для жидкостей, содержащих мелкие частицы или имеющих высокую вязкость (например, сырая нефть, целлюлоза). |
| Долгосрочная стабильность | Минимальное изменение коэффициента из-за износа краев, что исключает необходимость частой перекалибровки. |
4. Типичные области применения
- Нефтехимия: измерение расхода тяжелой нефти, битума, полимерных расплавов.
- Пищевая промышленность и фармацевтика: сиропы, молочные продукты, высоковязкие фармацевтические растворы.
- Очистка сточных вод: трубопроводы для шлама и суспензий.
- Криогенные газы: сжиженный природный газ (СПГ), пар низкого давления.
5. Требования к установке
(1) Прямые участки трубопровода:
- Вверх по течению ≥5D, вниз по течению ≥2D (D — диаметр трубы), что превосходит традиционные диафрагмы (обычно требующие 10D/5D).
(2) Методы отбора давления:
- Угловой отбор (наиболее распространенный): порты давления расположены на фланцах диафрагмы вверх и вниз по течению.
- Отбор давления через фланец: подходит для трубопроводов большого диаметра.
(3) Определение направления потока:
- Необходимо убедиться, что сторона с четвертью дуги является входом (обычно отмечена стрелкой).
(4) Сварная установка:
- Цельная конструкция может быть непосредственно приварена к трубопроводу; убедитесь, что внутренняя стенка гладкая и не имеет выступов.